Графин

Графин (англ. graphene) нь нүүрстөрөгчийн аллотроп талстжилтийн 2 хэмжээст хэлбэрийн бүтэцтэй. Графинд нүүрстөрөгчийн атомууд 6 талт байдлаар байрладаг бөгөөд графитийн (бал чулууны) нэг атомын зузаантай хуудас гэж нэрлэгддэг. Нарийн боловсруулсан графин нь маш бөх, тунгалаг, цахилгаан ба халууныг сайн дамжуулдаг. Графин нь харандааны балны материалтай ижил атомын эх бүтэцтэй.

Бүтэц, шинж чанар

Графен нь хоёр хэмжээст зөгийн сархинагийн торонд байрлуулсан атомын нэг давхаргаас бүрдсэн нүүрстөрөгчийн аллотроп юм.

Энэ нэр нь "бал чулуу" -гийн портмантео бөгөөд нүүрстөрөгчийн графит аллотроп нь овоолсон графены давхаргаас бүрддэг болохыг тусгасан -ene гэсэн дагавар юм.

Графены хуудсан дахь атом бүр хамгийн ойрын гурван хөрштэйгээ σ-бондоор холбогддог бөгөөд бүхэл хуудсанд тархсан дамжуулагч хэсэгт нэг электрон нэмэр оруулдаг. Энэ нь нүүрстөрөгчийн нано хоолой ба полицикл ароматик нүүрсустөрөгчөөс (мөн хэсэгчлэн) фуллерен ба шилэн нүүрстөрөгчөөс ажиглагддаг ижил төрлийн холбоо юм. Эдгээр дамжуулагч туузууд нь графеныг ер бусын электрон шинж чанартай семиметал болгодог бөгөөд үүнийг массгүй харьцангуй бөөмсийн онолоор хамгийн сайн тодорхойлдог. Графен дахь цэнэг зөөгч нь квадрат биш, харин энергийн импульсээс хамаарах хамаарлыг шугаман байдлаар харуулдаг ба графентай талбайн нөлөө бүхий транзисторыг хоёр туйлт дамжуулалтыг харуулдаг. Цэнэглэх тээвэрлэлт нь хол зайд баллистик шинж чанартай байдаг; материалд их хэмжээний квант хэлбэлзэл, том ба шугаман бус диамагнетизм илэрдэг. Графен нь хавтгай дагуу дулаан, цахилгаан эрчим хүчийг маш үр дүнтэй дамжуулдаг. Материал нь харагдахуйц долгионы уртын гэрлийг хүчтэй шингээдэг бөгөөд нь бал чулууны хар өнгийг харуулдаг; Гэсэн хэдий ч нэг графены хуудас нь маш нимгэн тул бараг ил тод байдаг. Материал нь ижил зузаантай хамгийн бат бөх гангаас 100 дахин бат бөх байдаг. Эрдэмтэд олон арван жилийн турш графены тухай онол дэвшүүлжээ. Энэ нь олон зууны турш харандаа болон бусад ижил төстэй графит хэрэглээний тусламжтайгаар бага хэмжээгээр үйлдвэрлэгдэж байсан байх. Анх 1962 онд электрон микроскопт ажиглагдсан боловч зөвхөн металл гадаргуу дээр тулгуурлан судалж байжээ. Хожим нь материалыг 2004 онд Манчестерийн Их Сургуулийн Андре Гейм, Константин Новоселов нар дахин нээж, тусгаарлаж, шинж чанарыг нь олж тогтоосон бөгөөд материал дээр хийсэн судалгаагаараа 2010 онд Физикийн Нобелийн шагнал хүртсэн. Өндөр чанартай графенийг тусгаарлахад хялбар нь батлагдсан. Графены дэлхийн зах зээл 2012 онд 9 сая доллар байсан нь хагас дамжуулагч, электроник, цахилгаан батерей,ба нийлмэл материалын судалгаа, боловсруулалтын эрэлт хэрэгцээний дийлэнх хувийг эзэлж байв. IUPAC (Цэвэр ба хэрэглээний химийн олон улсын холбоо) нь гурван хэмжээст материалд "графит", "графен" гэсэн нэрийг зөвхөн тухайн давхаргын урвал, бүтцийн харилцаа эсвэл бусад шинж чанаруудын талаар ярихад ашиглахыг зөвлөж байна. "Тусгаарлагдсан эсвэл бие даасан графен" гэсэн илүү нарийвчлалтай тодорхойлолт нь тухайн давхаргыг хүрээлэн буй орчноос хангалттай тусгаарлахыг шаарддаг боловч түдгэлзүүлсэн буюу цахиурын давхар исэл эсвэл цахиурын карбид руу шилжсэн давхаргыг багтаана

Гэрийн нөхцөлд графин гаргах

Наалддаг скочны цавуутай тал дээр балын харандаагаар жижиг битүү хар тойрог зураад түүнийгээ 5-10 дахин шинэ скочтой наалдуулхад 1 атомын зузаантай графин давхрага гарч ирдэг. 1000 000 ширхэг 1 атомын зузаантай графин хуудсыг давхарлахад 1мм зузаан болно.